ГІДРОДИНАМІЧНА НЕСТАБІЛЬНІСТЬ ПОТОКУ РІДИНИ ПІСЛЯ СИМЕТРИЧНОГО РАПТОВОГО ЗВУЖЕННЯ ТРУБИ

Анотація

Заходи зі зменшення втрат енергії в системах трубопровідного транспорту необхідно впроваджувати вже на етапі проектування. Зокрема це стосується й місцевих гідравлічних опорів трубопроводів. У статті досліджено розміри вирового поясу після симетричного раптового звуження круглої труби при течії ньютонівської рідини. Розглянуто ступені звуження потоку 0,250 та 0,321. Адже заходи, направлені на зменшення втрат енергії на раптовому звуженні круглої труби, мають бути ефективними при ступенях звуження потоку не менших за 0,250. Розміри вирового поясу мають екстремальну залежність з максимумом при переході від ламінарного режиму руху рідини до турбулентного. Зі збільшенням значень критерію Рейнольдса за ламінарного режиму ці розміри зростають, а за турбулентного режиму – мають зменшуватися. У першому випадку точка відриву потоку зміщується вниз за течією від площини зміни діаметрів раптового звуження труби. Розміри вирового поясу є пропорційними до критерію Рейнольдса. Описана поведінка є аналогічною зміні розмірів вирового поясу перед симетричним раптовим звуження круглої труби. Перехідна зона між ламінарним і турбулентним режимами руху рідини є в межах від 9650 до 40000 та від 1200 до 5000 для критерію Рейнольдса, визначеного за діаметром малої труби та висотою уступу відповідно. Розміри вирового поясу після уступу зменшується, якщо віднесені до діаметру малої труби, та збільшуються, якщо віднесені до висоти уступу. Зміна довжини вирового поясу є більшою за зміну його висоти. Отримані результати узгоджуються з наведеними в літературі даними. Для з’ясування щодо застосування заходів для зменшення втрат енергії на цьому місцевому гідравлічному опорі пропонується дослідити розміри вирового поясу після раптового звуження круглої труби за інших значень ступеня звуження потоку, більших за 0,250.